第2节 电动势
1.在不同的电源中,非静电力做功的本领也不相同,把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极,非静电力做功越多,电荷的2_J,其电势能增加(填“增加”或“减小”),是化学能转化为电能的过程。
5.电源的内阻与电源的内电路有关,通常体积越大,内阻越小,使用时间越长,内阻越大。
6.电池的容量是电池放电时能输出的总电荷量,对同种电池来说,体积越大,电池容量越大。同时电池容量与放电状态有关,同样的电源,小电流间断放电时要比大电流连续放电时的容量大。
考点一
对电动势概念的认识
1.关于电源,下列说法正确的是( )
A.当电池用旧之后,电源电动势减小,内阻增大
B.当电池用旧之后,电源电动势和内阻都不变
C.当电池用旧之后,电源电动势基本不变,内阻增大
D.以上说法都不对
答案 C
解析 电源的电动势是电源的属性,大小完全由电源中非静电力的性质决定,同一种电源电动势相同,与电源的体积和外电路的组成及其变化情况无关,所以电池用旧之后,电源电动势基本不变,但是内阻变的很大。C正确。
考点二
对电动势公式E=的理解和应用
2.单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周,在内外电路中释放的总能量决定于( )
A.电源的电动势 B.通过电源的电流
C.路端电压的大小 D.内、外电阻之和
答案 A
解析 由E=得W=Eq,故单位电荷量的正电荷移动一周,电路中释放的总能量决定于电源电动势E,A正确。
1.关于电源的说法,正确的是( )
A.电源向外提供的电能越多,表明电动势越大
B.电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时,非静电力做的功
C.在电源内部,从正极到负极电势逐渐升高
D.在电源外部,从正极到负极电势逐渐升高
答案 B
解析 电源是把其他形式的能转化为电能的装置。在电源内部,非静电力做功,使电源正极电势高于负极电势;在电源外部电场力做功,正极电势高于负极电势。电源提供的电能E电=qE,既与电动势E有关,又与电荷量q有关,A、C、D错误,B正确。
2.(多选)铅蓄电池的电动势为2 V,这表示( )
A.电路中每通过1 C的电荷量,电源把2 J的化学能转变为电能
B.没有接入电路时蓄电池两极间的电压为2 V
C.蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能
D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大
答案 ABD
解析 蓄电池电动势2 V表示每通过1 C的电荷量,电源把2 J的化学能转变为电能,A正确,C错误;电源没有接入电路时,两极间的电压等于电源电动势,B正确;由于蓄电池的电动势大于1节干电池的电动势,故其将化学能转化为电能的本领比干电池大,D正确。
3.有一随身听,电池给其供电的电流是8 mA,其意义说明( )
A.1 min电池供给1 C的电荷量
B.1000 s电池供给8 C的电荷量
C.1 s电池供给8 C的电荷量
D.1 min电池供给8 C的电荷量
答案 B
解析 电流I=8 mA=8×10-3A=8×10-3 C/s。即1 s供给8×10-3 C的电荷量,1000 s供给8 C的电荷量,B正确,A、C、D错误。
4.(多选)如图为一块手机电池的背面印有的一些符号,下列说法正确的是( )
A.该电池的容量为500 mA·h
B.该电池的电动势为3.6 V,内阻为0
C.该电池在工作时的电流为500 mA
D.若电池以10 mA的电流工作,可用50小时
答案 AD
解析 电池上的3.6 V表示电动势,但该电池的内阻不为零,B错误;该电池在工作时的电流很小,远小于500 mA,C错误;500 mA·h表示电荷容量,可以由电荷容量计算在一定放电电流下使用的时间,由500 mA·h=t×10 mA,得t=50 h,A、D正确。
5.对于电动势的定义式E=的理解,正确的是( )
A.E与W成正比
B.E与q成反比
C.E的大小与W、q无关
D.W表示非静电力
答案 C
解析 电动势是描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量,与W、q无关,C正确。
6.电池容量就是电池放电时能输出的总电荷量,某蓄电池标有“15 A·h”的字样,则表示( )
A.该电池在工作1 h后达到的电流为15 A
B.该电池在工作15 h后达到的电流为15 A
C.电池以1.5 A的电流工作,可用10 h
D.电池以15 A的电流工作,可用15 h
答案 C
解析 电池上“15 A·h”是表示电池蓄存的电荷量数值,即q=15 A·h=1.5 A×t,t=10 h,C正确,A、B、D错误。
7.一台发电机用0.5 A电流向外输电,在1 min内将180 J的机械能转化为电能,则发电机的电动势为( )
A.6 V B.360 V C.120 V D.12 V
答案 A
解析 由E=,q=It可得:E== V=6 V,A正确。
8.“神舟九号”飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的。由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应。“神舟九号”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下,太阳能电池的光电转换效率可达23%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势,可获得0.1 A的电流,则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是( )
A.0.24 J B.0.25 J C.0.26 J D.0.28 J
答案 C
解析 太阳能电池每秒产生的电能为:
W=UIt=0.6 V×0.1 A×1 s=0.06 J,
则照到太阳能电池上的光能为:
W光== J=0.26 J,
所以C正确。
9.电动势为20 V的电源向外供电,已知它在1 min时间内移送120 C的电荷量,则:
(1)这个回路中的电流是多大?
(2)电源产生了多少电能?
答案 (1)2 A (2)2400 J
解析 (1)由公式得电流I== A=2 A。
(2)电源产生的电能为W=qE=120×20 J=2400 J。
10.近年来,国产手机在手机市场上占有的份额越来越大。如图所示是某公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明。
(1)该电池的电动势是多少?
(2)该手机待机状态下的平均工作电流是多少?
(3)每次完全放电过程中,该电池将多少其他形式的能转化为电能?
答案 (1)3.7 V (2)14.58 mA (3)9324 J
解析 (1)由题图可以读得该电池的电动势为3.7 V。
(2)由题图知该电池的容量为700 mA·h,
所以I==≈14.58 mA。
(3)转化的电能为ΔE电=W=qE=3.7×700×10-3×3600 J=9324 J。